CN111635998A - 一种从锂矿石隧道窑焙烧提锂的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明就是要提供一种锂矿石隧道窑焙烧提锂的方法及装置，是以锂矿石为原料，采用锂矿石和钙盐及从锂矿石中提取的钾、钠混合盐为焙烧辅料混合进行焙烧的方法，本发明装置包括锂矿石隧道窑炉焙烧装置，锂矿石焙烧窑车装置，中控微机操作系统；所述锂矿石隧道窑炉焙烧装置包括隧道窑炉体、隧道窑炉内腔、燃气系统、温度控制系统；克服了常规隧道窑以及自燃方法焙烧而导致的控温精度粗放，锂渣增加，尾气更多以及焙烧温度不易控制等问题。因而大幅度的提高了从锂矿石中提锂的得率，并大幅度的降低能耗，且能达环保的质量要求。提高了锂矿石的开发利用率。

Description

一种从锂矿石隧道窑焙烧提锂的方法及装置

技术领域：

本发明涉及锂矿资源高效开发与综合利用提取锂盐的工艺技术，特别是锂矿石隧道窑焙烧提锂的方法及装置。

背景技术：

在全球能源危机、环保压力不断增大的情况下，新能源获得高速发展。锂矿石因其含有锂电新能源产业的基础材料锂元素而成为研究开发的热点。锂矿石需通过焙烧及置换的物理与化学反应提锂，因此探索节能、高效、高提取率的锂矿石焙烧新工艺以及相适应的焙烧设备甚为重要。

锂矿石是一种重要的矿产资源，其含有丰富的稀有金属材料，锂、钠、钾、铷、铯、铝等。随着世界能源的日益紧张，开发利用新能源为世界的共同课题，锂电新能源作为新能源发展的重要产业之一，越来越被各国所重视；锂及其盐类碳酸锂，硫酸锂等盐是锂电新能源产业的基础性原料产品。

目前，国内外锂矿石焙烧提锂的主要方法有：酸法焙烧和盐法焙烧。酸法焙烧是锂矿石与酸充分混和酸化的同时，经高温焙烧浸出提锂的一种方法。酸主要为浓硫酸。该方法腐蚀性强，设备要求高，并且能耗较高，污染严重，操作安全性差，对环境的压力大，难以达到环保要求，因而制约其产业化应用。

盐法焙烧较好的克服了酸法焙烧存在的腐蚀性、污染性和安全性问题，正逐步取代酸法成为锂矿石焙烧提锂的主流方法。盐法焙烧是锂矿石与盐充充分混和，经高温焙烧浸出提锂的一种方法。盐主要为钾盐、钠盐和钙盐等，但盐法焙烧需将锂矿石与盐紧密接触才能充分反应，为此，在工业化生产中通常采用回转窑旋转方式，使锂矿石在焙烧过程中始终保持锂矿石混和料处翻滚状态。但锂矿石混和料为粉体，在翻滚状态下呈松散流沙状，锂与盐之因接触紧密度不高而反应仍不够充分，从现有的生产经营分析产出率比来看，因此而严重的影响了浸出锂的回收率。另一方面，回转窑需整个窑体旋转，机械动力大，耗能大，且机械转动件等损坏频次多，焙烧过程中容易发生严重结窑从而损坏回转窑的内壁现象，需要停机检修的时间长，且费用高。

鉴于此，如何来用盐法焙烧采用隧道窑的方法进行焙烧提锂，如有中国专利申请是采用将锂云母与盐和一定的煤混和，压制成块状、板状和球状等，放置窑车进入隧道窑，通过压制成型内分布均匀的煤自燃实现焙烧。该种方法有效避开了回转窑的不足，切底解决了回转窑结窑现象，锂的回收率也较高，能耗相对较低。但在现实生产过程中仍存着新的一系列的问题：如掺入煤，主要是会导致浸出渣固废增多；锂云母块内煤掺入量多少是通过其大卡热值转化成温度来控制，当理论值与实际值存在着一定差异时，在进入焙烧过程中就很难调控其在隧道窑中的燃烧温度，从而直接影响焙烧质量；且燃烧煤产生的尾气较大且易出现燃烧不完全现象，使尾气处理的难度加大。

因此。如何来提供一种锂矿石隧道窑焙烧提锂的方法及装置，基于盐法隧道窑焙烧浸出提锂，对现有的隧道窑装置及工艺技术进行改进，采用盐法焙烧，克服酸法焙烧腐蚀性、污染性和安全性问题；并采用盐法隧道窑焙烧，克服盐法回转窑焙烧能耗大、设备维修时间长、维修费用大等问题；同时以燃气为热源的自动化精准控温及节能高效的先进微机控制系统和独特结构的隧道窑焙烧，从而克服常规隧道窑以及自燃方法焙烧而导致的控温精度粗放，锂渣增加，尾气更多以及焙烧温度不易控制等问题。因而可大幅度的提高了锂矿石中提锂的得率，后续处理工艺中的废渣处理更简单，并大幅度的降低能耗和生产成本，且能达到环保的质量要求。

发明内容：

本发明就是要提供一种锂矿石隧道窑焙烧提锂的方法及装置，是以锂矿石为原料，采用锂矿石和钙盐及从锂矿石中提取的钾、钠混合盐为焙烧辅料混合进行焙烧的方法，本发明装置包括锂矿石隧道窑炉焙烧装置，锂矿石焙烧窑车装置，中控微机操作系统；所述锂矿石隧道窑炉焙烧装置包括隧道窑炉体、隧道窑炉内腔、燃气系统、温度控制系统；克服了常规隧道窑以及自燃方法焙烧而导致的控温精度粗放，锂渣增加，尾气更多以及焙烧温度不易控制等问题。因而大幅度的提高了从锂矿石中提锂的得率，并大幅度的降低能耗，且能达环保的质量要求。提高了锂矿石的开发利用率。

本发明提供一种锂矿石隧道窑焙烧提锂的方法，以锂矿石为原料，采用锂矿石和钙盐及从锂矿石中提锂后的钾、钠混合盐为焙烧辅料混合进行焙烧的方法，其包括如下方法步骤：

1)制混合焙烧料，将锂矿石破碎料和钙盐及从锂矿石中提取的钾、钠混合盐进行混合为混合焙烧料；控制混合焙烧料中各组分组成的质量比为：锂矿石破碎料的量为65-75wt％，混合盐的量为15-32wt％，钙盐的量为8-16wt％，混合焙烧料；

2)陈化处理，制混合焙烧陈化料，将混合焙烧料置于搅拌装置中进行充分搅拌混合均匀后，置于储料陈化仓装置中，加入陈化剂进行陈化处理，控制陈化处理时间为12-60小时，控制陈化处理后的混合焙烧料中的各组分组成的水分含量相平衡一致，为混合焙烧陈化料；

3)压制成型，将步骤2)制备的混合焙烧陈化料，置于压制成型装置中，挤压成砖块状或板块状或球状或柱状的统一形状，为焙烧成型料；

4)将焙烧成型料制为成型料码坯并置于焙烧窑车体上，通过全自动智能码坯装置将焙烧成型料压制成型料码坯置于焙烧窑车体上，控制各成型料码坯之间留置一定间隙，形成焙烧风道，同时控制保持焙烧窑车体上各成型料码坯之间焙烧温度的相一致；

5)隧道窑炉焙烧，将步骤4)的置于焙烧窑车体上成型料码坯和焙烧窑车体一同置于隧道窑炉内腔，进行自动、连续通过隧道窑炉焙烧，经多段温控区焙烧，为焙烧码坯料；所述多段温区包括焙烧缓冲区、焙烧预热烘干区、高温焙烧区、降温区；

6)破碎机械活化，将步骤5)的焙烧码坯料采用自动抱砖机转入粉碎装置粉碎后，再用球磨装置进行湿法球磨为焙烧码坯泥浆料，控制焙烧码坯泥浆料为100－200目；

7)锂浸出，将上步焙烧码坯泥浆料，置于浸出装置的配料仓中加水溶液，与水溶液进行浸出处理，得固液混合料，控制水和焙烧码坯泥浆料的固液质量比为1：0.5-0.6；

8)制锂盐溶液，将步骤7)的固液混合料经浸泡处理为混合液，将混合液经过滤、固液分离，除去滤渣，滤液经冷冻、蒸发浓缩处理制得锂盐溶液产品。

所述一种锂矿石隧道窑焙烧提锂的方法，其所述混合盐以锂矿石为原料提锂的生产过程中蒸发回收利用的从锂矿石中提取的钾、钠混合盐；所述钾、钠混合盐为硫酸钾和硫酸钠混合盐；所述钙盐为氧化钙或氢氧化钙或硫酸钙或碳酸钙的任意一种或任意两种的混合物。

所述一种锂矿石隧道窑焙烧提锂的方法，优选的，是步骤2)所述陈化剂为以锂矿石为原料提锂后产生的提锂浸出混合溶液，所述提锂浸出混合溶液为含硫酸锂及硫酸钙的混合溶液；控制提锂浸出混合溶液中的锂离子浓度为0.5-4.5g/l；控制陈化剂加入时的提锂浸出混合溶液的温度为40－60℃。

所述一种锂矿石隧道窑焙烧提锂的方法，优选的，是步骤5)控制高温焙烧区温度为750℃－1000℃，控制控温精度≤±5℃，控制高温焙烧时间为1－2h。

本发明的另一目的是提供一种实现上面所述锂矿石隧道窑焙烧提锂的方法的装置，包括锂矿石隧道窑炉焙烧装置，锂矿石焙烧窑车装置，中控微机操作系统；所述锂矿石隧道窑炉焙烧装置包括隧道窑炉体15、隧道窑炉内腔16、燃气系统、温度控制系统；所述隧道窑炉体15包括地基1、保温耐火砖墙2、外砖墙3；所述隧道窑炉内腔16由保温耐火砖墙2与地基1半封闭构成，位于隧道窑炉内腔16内的地基1上设钢轨道5；所述锂矿石焙烧窑车装置包括焙烧窑车体4，所述焙烧窑车体4包括窑车底座单元，所述窑车底座单元包括设于焙烧窑车体底部的窑车轮407，窑车轮407活动的匹配的设于钢轨道5上；其特征是于隧道窑炉内腔16的保温耐火砖墙2和窑车底座单元的焙烧窑车体底部两侧相对应位置之间设有密封结构装置；所述密封结构装置包括设于保温耐火砖墙2上的与焙烧窑车体底部相对应位置的耐火砖墙密封单元和与耐火砖墙密封单元相对应匹配设置的设于焙烧窑车体底部的窑车体底部密封单元；所述耐火砖墙密封单元和窑车体底部密封单元相匹配密封设置，用于防止在对隧道窑炉内腔16内的焙烧窑车体上的位于焙烧窑车体底部上方的锂矿石焙烧料6制成的成型料码坯进行焙烧时，燃烧热量向焙烧窑车体底部下方渗透散失。

优选的，是所述耐火砖墙密封单元包括位于地基1上部的与地基1相垂直设置的密封档墙201、密封凹槽2001A、第二凸起203位于第二凸起203上方的第二密封槽203A、第三凸起204及第三密封槽204A；所述的密封凹槽2001A是由与地基1相垂直设置的密封档墙201和保温耐火砖墙2构成的半开口的凹形槽结构，于密封凹槽2001A内设有耐温固体保温料202；所述的第二密封槽203A和第三密封槽204A依次向上的设于保温耐火砖墙2上，且开口端位于隧道窑炉内腔16内。

所述窑车体底部密封单元包括保温隔热气档板401、保温槽板402A、第一隔板403、第二隔板404；保温隔热气档板401的一端固定的连接于焙烧窑车体底部相应位置，另一端插于密封凹槽2001A的耐温固体保温料202内；保温槽板402A一端连接于焙烧窑车体底部的一端相应位置或相垂直的连接于保温隔热气档板401相应位置上，另一端置于密封凹槽2001A内；第一隔板403和第二隔板404的一端分别依次的连接于焙烧窑车体底部的一端相应位置上，另一端则分别相对应的匹配的卡于第二密封槽203A及第三密封槽204A内。

进一步的，所述隧道窑炉体15包括焙烧缓冲区20、焙烧预热烘干区19、高温焙烧区18、降温区17，于焙烧缓冲区20的入口处设有入口外门2001，焙烧缓冲区20与焙烧预热烘干区(19)相连接处设有入口内门2002，入口外门2001和入口内门2002构成开、闭连动结构。

所述中控微机操作系统22包括焙烧窑车体驱动系统，压制成型码砖胚系统和燃气风道控温系统；所述燃气风道控温系统包括热电偶测温装置和燃气喷嘴装置。

所述密封凹槽2001A内于保温槽板402A与第二凸起203相对应的一侧面之间设有保温石棉408。

本发明生产方法的主要工艺流程步骤如下：锂矿石原料粉碎→盐法配方→配料陈化→混合器→混合→压制锂矿石成型→码坯机转成型料置窑车→隧道窑焙烧→成型熟料破碎球磨→锂浸出产品。

本发明公开的一种是锂矿石隧道窑焙烧提锂的方法及装置，其的有益效果是回收混合盐利用的配方优化：采用锂与盐配方，所述的盐为钾、钠混合盐和少量的钙盐。其中钾、钠混合盐全部为生产过程中蒸发回收利用的从锂云母中提取的钾、钠混合盐，以此代替目前普遍采用的成本较高的钾盐体系或提锂率较低的钠盐体系，既实现循环回收综合利用，绿色环保，又降低成本低；配方中渗杂钙盐，主要为氧化钙或氢氧化钙或硫酸钙或碳酸钙，一是起到锂矿石的“固氟”作用；二是增强锂矿石混合料的粘性，有利于后工序压制成型；三是锂矿石压制成型料因钙的作用经高温焙烧后成型熟料材质较为散松，易于后工序破碎球磨成粉。

本发明的锂矿石混合料制砖焙烧，将搅拌均匀的锂矿石配方混合料压制成统一形状的成型料，使配料成分的均匀混合后被“固化”，有利于在焙烧过程中锂与盐之间物料接触紧密、反应更充分；锂矿石压制成型，便于实现设备自动化以及装车与转运，且抑制了粉尘；改变回转窑锂云母粉状的动态焙烧为隧道窑锂矿石成型料的静态焙烧，节能环保，高效安全，设备完好率高，操作简单。

本发明采用先进的隧道窑焙烧装置：一是精准控制温度。采用燃气燃烧为热源。于整个隧道窑炉体的顶部和两侧面均匀设置装配燃气喷枪，在隧道窑炉体的两侧面的每个功能区即焙烧预热烘干区19、高温焙烧区18、降温区17均装有铠装测温热电偶装置。将燃气喷枪燃气量控制操作系统和温度测量系统与中控微机操作系统联接，通过隧道窑各区温度信号的自动采集和反馈，由中控微机操作系统22，下达操作系统自动调整燃气量控制火焰大小，由此精准控制焙烧温度，使控温精度≤±5℃；隧道窑炉体15上通过一主风机和若干分风机，设计组成风道风网管21的吹风、引风作用，并与隧道窑炉体15装配的燃气喷枪及控温系统配套，将整个隧道窑分别形成焙烧预热烘干区、高温焙烧区、降温区等多个温度区域，并通过风网管21的风道，使每一区域空间的风量风速均匀，由此实现焙烧窑炉体的温度均匀，同一区域温差≤±10℃；本发明所述的风网管21设于隧道窑炉内腔16内位于锂矿石焙烧料6的上方，风网管16连接于尾气收集管12的一端，尾气收集管12的另一端连接于尾气输送管13相应位置上，而尾气输送管13的一端则连接于尾气收集处理14上。

二是热利用率高，在隧道窑炉与窑车之间采用多层次一般是2-3层曲线密封结构及相应措施，既可使热量覆盖于窑车车面之上的锂矿石焙烧料6的成型料，阻止热量向焙烧窑车体底部的车面以下无效区间散失，节省能耗，又可缩小了隧道窑炉体内的受热空间，节省能耗。

利用本发明的锂矿石隧道窑焙烧提锂的方法的装置和现有的常规隧道窑装置相比，具有节能、高效、环保、副产品循环利用、提锂回收率高、设备完好率高、生产成本低、操作简单安全等良好的实施效果，还主要表现在如下的几个方面：

1、控温精度高：实现了控温精度≤±5℃；同一温区，温差≤±10℃；

2、节省能源：与回转窑相比，节省电耗40％，节省燃耗50－60％；与常规隧道窑相比，节省燃耗35％；

3、工作效率高：生产线自动化程度度，劳动强度低，工作效率高。与回转窑相比，提高单位时间产量20％以上，减少维修停机时间70％，减少操作人员30％；

4、锂浸出收得率高，由于焙烧控温精度高，砖制锂矿石原料与盐接触紧密均匀，使其锂与盐反应更充分，连续稳定流水生产等综合技术工艺及措施，锂矿石的焙烧熟料的锂浸出收得率≥95％。

附图说明：

图1、为本发明锂矿石隧道窑焙烧提锂方法的装置结构立向结构示意图，

图2、为图1中A向的结构放大示意图，

图3、为本发明锂矿石隧道窑炉焙烧装置正向剖面示意图，

图4、为本发明装置的焙烧缓冲区、焙烧预热烘干区、高温焙烧区、降温区侧向剖示意图；

图中，1、地基，2、保温耐火砖墙，201、密封档墙，201A、密封凹槽，202、耐温固体保温料，203、第二凸起，203A、第二密封槽，204、第三凸起，，204A、第三密封槽，3、外隔墙，4、焙烧窑车体，401、保温隔热气档板，402、保温槽，402A、保温槽板，403、第一隔板，404、第二隔板，405、底座焙烧板，406、底座保温隔热层，407、窑车轮，408、保温石棉，409、保温砂，5、钢轨道，6、锂矿石焙烧料，7、主燃气管，8、横燃气管，9、纵燃气支管，10、燃气喷枪，1001、燃气喷枪A，1002、燃气喷枪B，1003、燃气喷枪C，11、测温热电偶，1101、测温热电偶A，1102、测温热电偶B，1103、测温热电偶C，12、尾气收集管，13、尾气输送管，14、尾气收集处理器，15、隧道窑炉体，16、隧道窑炉内腔，17、降温区，18、高温焙烧区，19、焙烧预热烘干区，20、焙烧缓冲区，2001、入口外门，2002、入口内门，21、风网管，22、中控微机操作系统。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明的具体技术方案作进一步的详细说明，实施例中涉及各组分为质量份或质量比，涉及的浓度均为质量浓度。

本发明一种锂矿石隧道窑焙烧提锂的方法及装置；本发明所述的锂矿石是指锂云母、锂辉石、锂长石、锂瓷石。将锂矿石与浓缩蒸发回收的复合钾钠混合盐和少量的钙盐混和陈化后，经压机压将锂矿石混和料制成砖块或板块或球状或柱状等统一形状料，使锂矿石与盐紧密均匀接触，且以压制成形的方式“固化”，促进锂与盐充分接触，从而实现反应充分。将压制成型的锂矿石料通过码坯机放置物料窑车上，物料窑车将锂矿石成型料连续地穿行于隧道窑内腔16内进行焙烧。隧道窑炉体15通过自动测温系统、风道系统和燃气系统的信息采集、反馈的微机处理与指令驱动动操作，以及隧道窑多层曲线密封的独特的保温结构，实现焙烧的温度、时间的自动化精准控制，由此焙烧出锂矿石成型料内外受热均匀，物理化学反应充分的优质熟料。

本发明的一种锂矿石隧道窑焙烧提锂的方法及装置；初步的方法是

1)制混合焙烧料即盐法配方：其配方的重量百分比含量特征在于，65-75wt％，混合盐的量为15-32wt％，钙盐的量为8-16wt％，混合焙烧料；且满足锂矿石wt％+混合盐wt％+钙盐wt％＝100％。其中，混合盐为生产过程中蒸发回收利用的从锂矿石中提取的钾、钠混合盐，主要为硫酸钾和硫酸钠混合盐；钙盐主要为氧化钙或氢氧化钙或硫酸钙或碳酸钙或两种及两种以上钙盐的混合盐等；

2)陈化处理，锂矿石混合料陈化：将锂矿石与盐按一定比例混和搅拌均匀。将搅拌均匀的锂矿石混合料放置储料仓陈化待用，加入陈化剂，混料陈化时间12h-36h；其目的：一是将混合料中不同物料的不同水份含量之间的水份相互吸附、渗透，使混合料整体水份含量平衡一致，以保证压制的锂矿石成型料里外无“生干料”现象；二是混料陈化后能增强一定粘性，有利于锂矿石压制成型。

3)锂矿石混合料压制成型：将陈化后的锂矿石混合料通过压机压制成成型。使锂与盐之间接触紧密有利于焙烧过程的物理、化学反应更为充分。锂矿石混合料压制成型主要为砖块或板块或球状或柱状等统一形状料。

4)将焙烧成型料制为成型料码坯并置于焙烧窑车体上，通过全自动智能码坯装置将焙烧成型料压制成型料码坯置于焙烧窑车体上，控制各成型料码坯之间留置一定间隙，形成焙烧风道，同时控制保持焙烧窑车体上各成型料码坯之间焙烧温度的相一致；即码坯机将砖置窑车：通过全自动智能码坯机将压制的锂矿石成型料置窑车上，成型料之间留置一定间隙，以形成焙烧风道，保持窑车上锂矿石成型料之间焙烧温度的一致性。

5)隧道窑焙烧：通过窑车将锂矿石成型料全自动连续通过隧道窑焙烧。隧道窑分为三段温区，其功能分为预热烘干区、高温焙烧区、冷却降温区。

隧道窑控温系统：隧道窑的热源为外置燃气燃烧，燃气为天然气或煤气。整个隧道窑顶部和两侧面均装配燃气喷枪，在窑的两侧面的每个功能区均装有铠装测温热电隅测温装置。将燃气喷枪的燃气量控制操作系统和温度测量系统与中控室微机联接，通过隧道窑三区温度信号的自动采集、反馈，由微机下达指令驱动操作系统自动调整燃气量，以控制火焰大小，实现温度控制。焙烧区温度控制在750℃－1000℃，控温精度≤±5℃，焙烧时间1－2h。

隧道窑通过一主风机和若干分风机，设计组成风道风网的吹风、引风作用，并与窑体装配的燃气喷枪配套，将整个隧道窑分别形成焙烧预热烘干区、高温焙烧区、降温区三大温度区域，并通过风网管21的风道，使每一区域空间的风量风速均匀，以实现炉场同一区域温度均匀，温差≤±10℃。

本发明的隧道窑保温结构特殊：在隧道窑炉与焙烧窑车体或叫窑车之间采用多层次本实施例为3层曲线密封结构，一是使热量覆盖于窑车车面之上的锂矿石成型料，阻止热量向窑车车面以下无效区间渗透散失，节省能耗；二是缩小了隧道窑炉体内腔的受热空间，节省能耗。

6)机械活化、破碎球磨：将焙烧后的锂矿石成型熟料采用自动抱砖机转入置破碎机内进行破碎，再进入球磨机湿法球磨至100－200目。

7)锂浸出：将球磨后的锂矿石熟料粉与水溶液按固液重量比为1：0.5－0.8混合，均浸出池中匀速搅拌进行浸出处理，将熟料中的锂以锂离子形式溶于水液。浸出用水主要利用浓缩蒸发器产生的蒸发水循环利用，同时利用可达40－60℃余热蒸发水，浸出锂效果更好。将锂浸出混合液经带式过滤机，固液分离，固为浸出渣，即锂渣，液为锂盐产品。锂盐产品主要为硫酸锂或氯化锂或磷酸锂或碳酸锂或氢氧化锂等。

实现本发明上述方法的装置，即实现锂矿石隧道窑焙烧提锂的方法的装置，主要是采用下述如下结构，

如图1所示，为为本发明锂矿石隧道窑焙烧提锂方法的装置结构立向结构示意图，图2、为图1中A向的结构放大示意图，图3、为本发明锂矿石隧道窑炉焙烧装置正向剖面示意图，

图4、为本发明装置的焙烧缓冲区、焙烧预热烘干区、高温焙烧区、降温区侧向剖示意图；

如图1中所述锂矿石隧道窑焙烧提锂的方法的装置，包括锂矿石隧道窑炉焙烧装置，锂矿石焙烧窑车装置，中控微机操作系统22；所述锂矿石隧道窑炉焙烧装置包括隧道窑炉体15、隧道窑炉内腔16、燃气系统、温度控制系统；所述隧道窑炉体15包括地基1、保温耐火砖墙2、外砖墙3，本实施例所示的是燃气输送管道可设于保温耐火砖墙2和外砖墙3之间，所述隧道窑炉内腔16由保温耐火砖墙2与地基1半封闭构成，即本实施方式是所述隧道窑炉内腔16由保温耐火砖墙2与地基1封闭成沿纵向方向的两端是设进口和出口，而两侧由保温耐火砖墙2构成隧道窑炉内腔16的内侧壁，在保温耐火砖墙2外侧面则设有侧面外砖墙3，于隧道窑炉内腔16内的地基1上设钢轨道5；如图1、4所示，本发明所述的锂矿石隧道窑焙烧提锂的方法的装置，其包括焙烧窑炉体15，所述隧道窑炉体15有四个主要部分组成降温区17设于隧道窑炉体15的出口端，于隧道窑炉体15的入口端则设焙烧缓冲区20，由隧道窑炉体15的入口端的焙烧缓冲区20至出口端的降温区17之间依次设有高温焙烧区18和降温区17，在隧道窑炉体15的入口端的焙烧缓冲区20的入口处设有入口内门2002，于焙烧缓冲区20的入口处设有入口外门2001，入口外门2001和入口内门2002形成为开、闭连动结构；即是说当入口外门2001打开时，入口内门2002则自动的关闭，而当入口外门2001关闭时，入口内门2002则在锂矿石焙烧窑车装置包括焙烧窑车体4上装有锂矿石焙烧料6沿钢轨道5进入到焙烧缓冲区20后再到焙烧预热烘干区19后则自动的关闭，从而形成开、闭联动。

所述锂矿石焙烧窑车装置包括焙烧窑车体4，所述焙烧窑车体4包括窑车底座单元，所述窑车底座单元包括设于焙烧窑车体底部的窑车轮407，窑车轮407活动的匹配的设于钢轨道5上；其于隧道窑炉内腔16的保温耐火砖墙2和窑车底座单元的焙烧窑车体底部两侧相对应的之间设有密封结构装置；即是说焙烧窑车体4靠近隧道窑炉内腔16的保温耐火砖墙2两侧面处均设有密封结构装置；所述密封结构装置包括设于保温耐火砖墙2上的与焙烧窑车体底部相对应位置的耐火砖墙密封单元和与耐火砖墙密封单元相对应匹配设置的设于焙烧窑车体底部的窑车体底部密封单元。所述耐火砖墙密封单元和窑车体底部密封单元相匹配密封，用于防止在对隧道窑炉内腔16内的焙烧窑车体4上的位于焙烧窑车体底部上的锂矿石焙烧料6进行焙烧时，防止燃烧时的燃烧热量向焙烧窑车体底部下方渗透。所述焙烧窑车体底部包括底座焙烧板405、设于底座焙烧板405下方的底座保温隔热层406及设于其下方的窑车轮407，窑车轮407则相匹配的位于钢轨道5上，并可自动滑动。

如图1、2所示，所述耐火砖墙密封单元包括位于地基1上部的与地基1相垂直设置的密封档墙201、密封凹槽2001A、第二凸起203位于第二凸起203上方的第二密封槽203A、第三凸起204及第三密封槽204A；所述的密封凹槽201A是由与地基1相垂直设置的密封档墙201和保温耐火砖墙2构成的半开口的凹形槽结构，于密封凹槽201A内设有耐温固体保温料202，所述耐温固体保温料202为保温砂；所述的第二密封槽203A和第三密封槽204A依次向上的设于保温耐火砖墙2上，即自地基1开始由下向上的设置，且开口端位于隧道窑炉内腔16内。

如图2所示，所述窑车体底部密封单元包括保温隔热气档板401、保温槽板402A、第一隔板403、第二隔板404；保温隔热气档板401的一端固定的连接于焙烧窑车体底部的底座焙烧板405上的相应位置上，另一端则插于密封凹槽201A的保温材料即耐温固体保温料202内，亦即保温砂内，保温槽板402A一端连接于焙烧窑车体底部的一端相应位置或相垂直的连接于保温隔热气档板401相应位置上，另一端则置于密封凹槽201A内；所述保温槽板402A设计为平板或竖折“﹄”结构，所述保温槽板402A设计为竖折“﹄”结构时，其水平方面端固定连接于焙烧窑车体底部的一端相应位置或相垂直的连接于保温隔热气档板401相应位置上；这样所述保温槽板402A与第二凸起203相对应一侧构成一相对密封腔，保温石棉408置于该密封腔内。第一隔板403和第二隔板404的一端分别依次的连接于焙烧窑车体底部的一端相应位置上，另一端则分别相对应的匹配的卡于第二密封槽203A及第三密封槽204A内。

所述密封凹槽201A内的保温槽板402A与第二凸起203相对应的一侧面之间设有保温石棉408。

如图3所示，本发明所述的风网管21设于隧道窑炉内腔16内位于锂矿石焙烧料6的上方，风网管21连接于尾气收集管12的一端，尾气收集管12的另一端连接于尾气输送管13相应位置上，而尾气输送管13的一端则连接于尾气收集处理14上；燃气喷枪10，燃气喷枪A1001、燃气喷枪B 1002，燃气喷枪C 1003和测温热电偶11，测温热电偶A 1101，测温热电偶B1102，测温热电偶C 1103相对应的均匀的布设于隧道窑炉体15的相应位置上。并布设于如图4所示的所述隧道窑炉体15的焙烧缓冲区20、焙烧预热烘干区19、高温焙烧区18、降温区17等各区。于焙烧缓冲区20的入口处设有入口外门2001焙烧缓冲区20与焙烧预热烘干区19相连接处设有入口内门2002，入口外门2001和入口内门2002形成为开、闭连动结构。

本发明所述中控微机操作系统22包括焙烧窑车体驱动系统，压制成型码砖胚系统和燃气风道控温系统；所述燃气风道控温系统包括热电偶测温装置和燃气喷嘴装置。

实施例1：

本发明公开的利用本发明装置对锂矿石隧道窑焙烧提锂的方法的具体步骤，以锂矿石为原料，采用锂矿石和钙盐及从锂矿石中提锂后的钾、钠混合盐为焙烧辅料混合进行焙烧的方法，其所用的锂矿石的主要化学组成成份如下表(wt％)余量是氟，表1：

表1

本发明目的之一是公开了一种锂矿石隧道窑焙烧提锂的方法，以锂矿石为原料，采用锂矿石和钙盐及从锂矿石中提取锂后的钾、钠混合盐为焙烧辅料混合进行焙烧的方法，其特征是包括如下方法步骤：

1)制混合焙烧料，将锂矿石破碎料和钙盐及从锂矿石中提锂后的钾、钠混合盐进行混合为混合焙烧料；控制混合焙烧料中各组分组成的质量比为：锂矿石破碎料的量为65-75wt％，混合盐的量为15-32wt％，钙盐的量为8-16wt％为混合焙烧料；所述混合盐以锂矿石为原料提锂的生产过程中蒸发回收利用的从锂矿石中提取的钾、钠混合盐；所述钾、钠混合盐是为硫酸钾和硫酸钠混合盐；所述钙盐为氧化钙或氢氧化钙或硫酸钙或碳酸钙的两种及两种的混合物；

2)陈化处理，制混合焙烧陈化料，将混合焙烧料置于搅拌装置中进行充分搅拌混合均匀后，置于储料陈化仓装置中，加入陈化剂进行陈化处理，所述陈化剂为以锂矿石为原料提锂后产生的提锂浸出混合溶液，所述提锂浸出混合溶液为含硫酸锂及硫酸钙的混合溶液；控制提锂浸出混合溶液中的锂离子浓度为0.01-0.5g/l；控制陈化剂加入时的提锂浸出混合溶液的温度为40－60℃；控制陈化处理时间为12-60小时，控制陈化处理后的混合焙烧料中的各组分组成的水分含量相平衡一致，为混合焙烧陈化料；

3)压制成型，将步骤2)制备的混合焙烧陈化料，置于压制成型装置中，挤压成砖块状或板块状或球状或柱状的统一形状，为焙烧成型料；

4)将焙烧成型料制为成型料码坯并置于窑车上，通过全自动智能码坯装置将焙烧成型料压制成型料码坯置于窑车上，控制各成型料码坯之间留置一定间隙，形成焙烧风道，同时控制保持焙烧窑车上各成型料码坯之间焙烧温度的相一致；

5)隧道窑炉焙烧，将步骤4)的置于窑车上成型料码坯和窑车一同置于隧道窑炉的内腔，进行自动、连续通过隧道窑炉焙烧，经多段温控区焙烧，为焙烧码坯料；所述多段温区分为焙烧缓冲区、焙烧预热烘干区、高温焙烧区、快速降温区；控制高温焙烧区温度为750℃－1000℃，控制控温精度≤±5℃，控制高温焙烧时间为1－2h。

6)破碎机械活化，将5)步的焙烧码坯料采用自动抱砖机转入粉碎装置粉碎后，再用球磨装置进行湿法球磨为焙烧码坯泥浆料，控制焙烧码坯泥浆料为100－200目；

7)锂浸出，将上步焙烧码坯泥浆料，置于浸出装置的配料仓中加水溶液，与水溶液进行浸出处理，得固液混合料，控制水和焙烧码坯泥浆料的固液质量比为1：0.5-0.6；

8)制锂盐溶液，将步骤7)的固液混合料经浸泡处理为混合液，将混合液经过滤、固液分离，除去滤渣，滤液经冷冻、蒸发浓缩处理制得锂盐溶液产品。

提取率见表2。

经检测计算，利用本发明锂矿石隧道窑焙烧提锂的方法及装置，以上述的锂矿石为原料的锂提取的浸出率得到大幅提高，提取浸出率见表2。

表2

	Li提取浸出率/％
		1	97.04
2	85.87

说明：表2，为使用本发明锂矿石隧道窑焙烧提锂的方法及装置与采用现有技术使用回转窑的方法使用同样原料提取锂矿石原料中锂的浸出率的比较。

表2中1，采用本发明锂矿石隧道窑焙烧提锂的方法及装置对锂矿石原料中锂的提取的浸出率；

2为对照例，是采用现有回转窑的焙烧提取技术对相同的锂矿石原料中的锂的提取的提取浸出率。

本发明中未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述实施方式，本领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种锂矿石隧道窑焙烧提锂的方法，以锂矿石为原料，采用锂矿石和钙盐及从锂矿石中提锂后的钾、钠混合盐为焙烧辅料混合进行焙烧的方法，其特征是包括如下方法步骤：

1）制混合焙烧料，将锂矿石破碎料和钙盐及从锂矿石中提锂后的钾、钠混合盐进行混合为混合焙烧料；控制混合焙烧料中各组分组成的质量比为：锂矿石破碎料的量为65-75wt%，混合盐的量为15-32wt%，钙盐的量为8-16wt%，混合焙烧料；

2）陈化处理，制混合焙烧陈化料，将混合焙烧料置于搅拌装置中进行充分搅拌混合均匀后，置于储料陈化仓装置中，加入陈化剂进行陈化处理，控制陈化处理时间为12-60小时，控制陈化处理后的混合焙烧料中的各组分组成的水分含量相平衡一致，为混合焙烧陈化料；

3）压制成型，将步骤2）制备的混合焙烧陈化料，置于压制成型装置中，挤压成砖块状或板块状或球状或柱状的统一形状，为焙烧成型料；

4）将焙烧成型料制为成型料码坯并置于焙烧窑车体上，通过全自动智能码坯装置将焙烧成型料压制成型料码坯置于焙烧窑车体上，控制各成型料码坯之间留置一定间隙，形成焙烧风道，同时控制保持焙烧窑车体上各成型料码坯之间焙烧温度的相一致；

5）隧道窑炉焙烧，将步骤4）的置于焙烧窑车体上成型料码坯和焙烧窑车体一同置于隧道窑炉内腔，进行自动、连续通过隧道窑炉焙烧，经多段温控区焙烧，为焙烧码坯料；所述多段温区包括焙烧缓冲区、焙烧预热烘干区、高温焙烧区、降温区；

6）破碎机械活化，将步骤5）的焙烧码坯料采用自动抱砖机转入粉碎装置粉碎后，再用球磨装置进行湿法球磨为焙烧码坯泥浆料，控制焙烧码坯泥浆料为100－200目；

7）锂浸出，将上步焙烧码坯泥浆料，置于浸出装置的配料仓中加水溶液，与水溶液进行浸出处理，得固液混合料，控制水和焙烧码坯泥浆料的固液质量比为1：0.5-0.6；

8）制锂盐溶液，将步骤7）的固液混合料经浸泡处理为混合液，将混合液经过滤、固液分离，除去滤渣，滤液经冷冻、蒸发浓缩处理制得锂盐溶液产品。

2.根据权利要求1所述一种锂矿石隧道窑焙烧提锂的方法，其特征是所述混合盐以锂矿石为原料提锂的生产过程中蒸发回收利用的从锂矿石中提取的钾、钠混合盐；所述钾、钠混合盐为硫酸钾和硫酸钠混合盐；所述钙盐为氧化钙或氢氧化钙或硫酸钙或碳酸钙的任意一种或任意两种的混合物。

3.根据权利要求1所述一种锂矿石隧道窑焙烧提锂的方法，其特征是步骤2）所述陈化剂为以锂矿石为原料提锂后产生的提锂浸出混合溶液，所述提锂浸出混合溶液为含硫酸锂及硫酸钙的混合溶液；控制提锂浸出混合溶液中的锂离子浓度为0.5-4.5g/l；控制陈化剂加入时的提锂浸出混合溶液的温度为40－60℃。

4.根据权利要求1所述一种锂矿石隧道窑焙烧提锂的方法，其特征是步骤5）控制高温焙烧区温度为750℃－1000℃，控制控温精度≤±5℃，控制高温焙烧时间为1－2h。

5.一种实现权利要求1所述锂矿石隧道窑焙烧提锂的方法的装置，包括锂矿石隧道窑炉焙烧装置，锂矿石焙烧窑车装置，中控微机操作系统；所述锂矿石隧道窑炉焙烧装置包括隧道窑炉体(15)、隧道窑炉内腔（16）、燃气系统、温度控制系统；所述隧道窑炉体(15)包括地基（1）、保温耐火砖墙（2）、外砖墙（3）；所述隧道窑炉内腔（16）由保温耐火砖墙（2）与地基（1）半封闭构成，位于隧道窑炉内腔（16）内的地基（1）上设钢轨道（5）；所述锂矿石焙烧窑车装置包括焙烧窑车体（4），所述焙烧窑车体（4）包括窑车底座单元，所述窑车底座单元包括设于焙烧窑车体底部的窑车轮（407），窑车轮（407）活动的匹配的设于钢轨道（5）上；其特征是于隧道窑炉内腔（16）的保温耐火砖墙（2）和窑车底座单元的焙烧窑车体底部两侧相对应位置之间设有密封结构装置；所述密封结构装置包括设于保温耐火砖墙（2）上的与焙烧窑车体底部相对应位置的耐火砖墙密封单元和与耐火砖墙密封单元相对应匹配设置的设于焙烧窑车体底部的窑车体底部密封单元；所述耐火砖墙密封单元和窑车体底部密封单元相匹配密封设置，用于防止在对隧道窑炉内腔（16）内的焙烧窑车体（4）上的位于焙烧窑车体底部上方的锂矿石焙烧料（6）制成的成型料码坯进行焙烧时，燃烧热量向焙烧窑车体底部下方渗透散失。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征是所述耐火砖墙密封单元包括位于地基（1）上部的与地基（1）相垂直设置的密封档墙（201）、密封凹槽（201A）、第二凸起（203）位于第二凸起（203）上方的第二密封槽（203A）、第三凸起（204）及第三密封槽（204A）；所述的密封凹槽（201A）是由与地基（1）相垂直设置的密封档墙（2001）和保温耐火砖墙（2）构成的半开口的凹形槽结构，于密封凹槽（201A）内设有耐温固体保温料（202）；所述的第二密封槽（203A）和第三密封槽（204A）依次向上的设于保温耐火砖墙（2）上，且开口端位于隧道窑炉内腔（16）内。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征是所述窑车体底部密封单元包括保温隔热气档板（401）、保温槽板（402A）、第一隔板（403）、第二隔板（404）；保温隔热气档板（401）的一端固定的连接于焙烧窑车体底部相应位置，另一端插于密封凹槽（201A）的耐温固体保温料（202）内；保温槽板（402A）一端连接于焙烧窑车体底部的一端相应位置或相垂直的连接于保温隔热气档板（401）相应位置上，另一端置于密封凹槽（201A）内；第一隔板（403）和第二隔板（404）的一端分别依次的连接于焙烧窑车体底部的一端相应位置上，另一端则分别相对应的匹配的卡于第二密封槽（203A）及第三密封槽（204A）内。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征是所述隧道窑炉体（15）包括焙烧缓冲区（20）、焙烧预热烘干区（19）、高温焙烧区（18）、降温区（17），于焙烧缓冲区（20）的入口处设有入口外门（2001），焙烧缓冲区（20）与焙烧预热烘干区（19）相连接处设有入口内门（2002），入口外门（2001）和入口内门（2002）构成开、闭连动结构。

9.根据权利要求5所述的装置，其特征是所述中控微机操作系统（22）包括焙烧窑车体驱动系统，压制成型码砖胚系统和燃气风道控温系统；所述燃气风道控温系统包括热电偶测温装置和燃气喷嘴装置。

10.根据权利要求6或7所述的装置，其特征是所述密封凹槽（201A）内于保温槽板（402A）与第二凸起（203）相对应的一侧面之间设有保温石棉（408）。

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